不同植物恢复模式下香溪河消落带土壤种子库特征及其对水位消涨的响应

三峡工程修建所引起的库区水位消涨幅度和节律的改变,导致了消落带植物和土壤种子库的退化,恢复消落带植物和土壤种子库成为消落带生态保护的关键问题。通过样方调查和种子库萌发实验,研究了三峡库区香溪河人工和自然植物恢复模式下消落带土壤种子库的组成与分布特征、土壤种子库与地上植物相似性以及它们对库区反季节水位消涨节律的响应。研究结果表明,植物恢复模式对消落带土壤种子库的物种组成和物种多样性及其空间分布有一定程度的影响;在植物人工恢复采样地,土壤种子库含有44种物种的种子,以消落带上部的物种最丰富;在植物自然恢复采样地,土壤种子库含有50种物种的种子,以消落带中部的物种最丰富。在水位消涨的影响下,消落带土壤种子库的物种组成和物种多样性都趋于简单,物种生活型以一年生草本植物为主。植物恢复模式和水位消涨还引起消落带土壤种子库种子数量空间分布格局、种子库与地上植物相似性的变化。水位消涨增加了土壤种子库与地上植物的相似性,并使得两种植物恢复模式下的土壤种子库的最高种子密度都出现在消落带中部(海拔165 m处),但是人工恢复区土壤种子库的平均种子密度显著低于自然恢复区,其土壤种子库植物种子与地上植物的相似指数略高于自然恢复区。目前三峡库区所采用的消落带植物人工恢复技术在土壤种子库的恢复方面存在一定局限性,今后应在物种的配置上作进一步的改进。     

塔里木河下游退化荒漠河岸林地上植被与土壤种子库关系初探

以塔里木河下游为研究区,选择退化程度不同的4个典型断面19个样地,利用种子萌发法进行了两年的种子库土壤萌发实验,试图就生态严重退化区的土壤种子库与地上植被的关系以及退化程度的差异对种子库特征的影响开展针对性的研究。结果显示: ①塔里木河下游土壤种子库的基本特征是:种子库密度小、物种种类组成较单一、物种的多样性低和地上植被与种子库的相似性较低;②随退化程度的加剧,土壤种子库密度明显下降、表层种子库比例升高、一年生草本占优势逐渐向多年生草本和灌木转变、地上植被与土壤种子库物种组成上差异显著;③退化过程中种子库多样性的变化比地上植被变化要迟缓,但是在植被退化演替的末期,土壤种子库的物种多样性指数衰减的幅度又明显快于地上植被的衰减幅度;④受干旱环境和严重退化的双重影响塔里木河下游土壤种子库与地上植被的关系表现出退化演替末期共有物种数的减少和相似性明显递减的特点。     

太白山土壤种子库储量与物种多样性的垂直格局

通过野外植被调查和室内试验,从1 220份土样中,挑选土壤中的种子,进行分类统计,研究秦岭太白山南坡土壤种子库储量与物种多样性沿海拔梯度的变化。研究结果如下：(1) 太白山南坡土壤种子库中的植物种为172种;从总体上看,土壤种子库中的物种丰富度 (S) 随着海拔的上升呈下降趋势。土壤种子库生物多样性特征表现为在2个海拔段发生较明显的变化：一是从低海拔到中等海拔 (1 500~2 500 m),二是从中等海拔到高海拔 (2 500~3 500 m)。在?琢多样性方面,生态优势度在海拔2 500 m处最大;在海拔2 400 m以下 (包含2 400 m) 的样地中,种子库生态优势度大于海拔2 500 m以上 (含2 500 m) 的样地种子库的生态优势度。 H′(Shannon-Wiener指数)与生态优势度的变化趋势相反。(2) 太白山南坡土壤种子库储量最大值出现在海拔2 600 m的样地,为2.24×104 Ind./m²;种子库储量最小值出现在海拔3 500 m的样地,为4.43×102 Ind./m²。储量沿海拔梯度的变化趋势表现为：在海拔2 600 m以下,种子库储量沿海拔的上升呈逐渐增加的趋势;在海拔2 600 m以上,种子库储量沿海拔的上升呈逐渐下降的趋势。(3) 土壤种子库的种子储量与种子密度的变化规律基本一致。而用单位面积土壤中的种子储量来表示种子库的大小特征比用种子密度来表示更为实用和方便,而且采集具有不同性质的土壤研究种子库,考虑到了土壤性质等因素的影响,更能客观反映土壤种子库的特点。     

川西米亚罗林区云杉天然林与人工林的群落特征比较

云杉林是四川西部山区重要的群落类型,为了解云杉天然林和人工林在物种组成、物种多样性以及群落结构等方面的差异,促进该区域植被的恢复与重建,我们设置典型样地对两种林型进行了详细调查,通过比较分析表明:在川西米亚罗林区,林龄在30 a左右的云杉林,其天然林乔木层、灌木层的物种数以及其所属科、属数均明显比人工林多一些,而草本层物种数相差不大;但从物种多样性指数方面看,除天然林乔木层物种多样性要明显高于人工林外,二者在灌木层和草本层上无显著差异.天然林和人工林乔木层的生长状况无显著差异,天然林灌木层物种的平均密度和平均高度要显著大于人工林,平均盖度则没有显著差异;草本层各群落特征指标在两种林型之间没有显著差异.但是天然林乔木层、灌木层和草本层的物种个体数在不同样地之间的变幅均要比人工林小.物种相似性指数的比较表明,天然林与人工林内物种组成较为一致,没有显著差异.     

岩溶山区不同植被群落土壤生态系统特性研究

自然植被演替成为次生植被、人工林或人工开垦利用后,岩溶山地土壤物理性能退化;沙化现象明显;坡耕地土壤长时间持水供水性能、抗旱性能降低;土壤种子库中草本种子比例大,木本植物种子少,土壤种子库退化更严重。研究区土壤有机质和全N受植被类型和土地利用强度影响明显,坡耕地土壤有机质较林草地系统低,退耕还林还草后,土壤有机质含量稳定增加。与自然植被相比,人工林、次生林系统土壤有机质含量仍较低。从弃耕地→灌草坡→次生林地的演替过程中,土壤种子库生态优势度呈降低趋势,物种丰富度和多样性增加。研究结果认为,岩溶生态系统土地退化的实质是土壤作为水库、养分库和土壤种子库功能的差异退化。     

川西山区自然边坡土壤种子库随海拔梯度的变化

明确土壤种子库在海拔梯度上的变化规律,可为人工边坡的拟自然恢复提供参考。本文选取川西高山亚高山区为研究对象,通过野外样方调查和室内种子库萌发实验,研究了该区域自然边坡的土壤种子库组成、土壤种子库与植被群落关系及其随海拔梯度的变化。结果发现:(1)不同海拔区域自然边坡土壤种子库的物种组成与物种多样性有较大差异。随着海拔的上升,土壤种子库中一年生草本植物的物种占比逐渐降低,多年生草本植物则逐渐增加。种子库的物种多样性则随着海拔上升呈先增加后下降的变化规律。(2)海拔及坡位都对土壤种子库的密度有一定影响。低海拔地区土壤种子库的平均种子密度一般高于高海拔地区。同一边坡下坡位土壤种子库的种子密度高于中、上坡位。(3)区域内自然边坡土壤种子库和植被群落物种组成的相似程度不高,且随着海拔的升高,相似系数逐渐降低。研究表明,海拔是影响土壤种子库物种组成及密度的重要因素,该区域边坡的生态恢复需根据海拔梯度选择适宜物种人工构建种子库。     

塔里木河下游荒漠化过程土壤种子库特征

沿塔里木河下游荒漠河岸林,选择了荒漠化程度依次加重的5个断面,进行了土壤种子库野外萌发试验。结果表明:①在中度荒漠化区土壤种子库的物种相对丰富(11种),密度较高(892.6粒\5m-2);随着荒漠化程度的加剧,土壤种子库物种丰富度、总密度以及多样性指数呈现出明显下降的趋势;②与重度荒漠化区和中度荒漠化区相比,极度荒漠化区土壤种子库中的多年生草本和灌木密度占总密度的百分比有所增加,一年生草本百分比明显降低;③不同荒漠化程度对种子库密度的垂直分布影响不大,70%以上的种子集中在土壤表层0～2 cm深度。综合来看,随着荒漠化程度的加剧,土壤种子库的恢复潜力有所下降。     

太湖岸带芦苇沼泽地上植被与土壤种子库的物种组成特征

2010年4～8月,采用种子萌发法,研究太湖岸带的长期恢复的芦苇(Phragmites australis)沼泽、短期恢复的芦苇沼泽和天然芦苇沼泽地上植被与土壤种子库的物种组成及两者之间的关系。结果表明,太湖岸带芦苇沼泽地上植被的物种数多于0～15cm深土壤种子库中的物种数;在太湖岸带芦苇沼泽0～15cm深土壤种子库中,共发现19种植物;土壤种子库种子密度为1440～7440粒/m2;土壤种子库中优势物种的生活型以一年生草本和多年生草本植物为主,而二年生草本植物相对缺乏;太湖岸带芦苇沼泽地表植被中,共有24种物种,优势科为禾本科;以多年生草本生活型为主;不同恢复期芦苇沼泽地表植被与土壤种子库的物种组成相似性较小。太湖岸带长期恢复的芦苇沼泽、短期恢复的芦苇沼泽和天然芦苇沼泽地上植被的物种数分别为13种、19种和7种;它们的0～15cm深土壤种子库的植物种数分别为8种、14种和7种,其中,一年生草本植物分别占所有生活型植物物种的37.50%、42.86%和42.86%;多年生草本植物分别占62.50%、57.14%和57.14%;土壤种子库种子密度分别为(1440±740.63)粒/m2、(7440±1972.74)粒/m2和(3600±2881.64)粒/m2;长期恢复的芦苇沼泽、短期恢复的芦苇沼泽和天然芦苇沼泽的土壤种子库种子密度差异不显著。随着土壤深度的增加,长期恢复的芦苇沼泽、短期恢复的芦苇沼泽和天然芦苇沼泽土壤种子库的植物种数在减少,其0～5cm深土壤种子库的植物种数分别占0～15cm深土壤种子库的植物种数的88.89%、45.16%和68.89%。太湖岸带短期恢复的芦苇沼泽的土壤种子库种子密度最大,其次为天然芦苇沼泽,长期恢复的芦苇沼泽的土壤种子库种子密度最小。处于恢复期的芦苇沼泽土壤种子库种子密度随着恢复年限的增加而减少。     

阿拉善高原荒漠植被组成分布特征及其环境解释 Ⅳ.土壤种子库特征研究

阿拉善荒漠土壤种子库种子密度主要受到水、热变化梯度的影响而呈现水平地带性分布规律。土壤种子库的分布主要集中在0～5cm的土层中,深层土壤很少有种子库的存在。阿拉善土壤种子库共统计到26种植物种子,分属9科22属,以禾本科最多;生活型以一年生草本植物种子的比例最高,达到51.36%。极端干旱环境条件下不存在有效的土壤种子库。土壤种子库多样性(Simpson指数)在东阿拉善草原化荒漠区为最高,在0.546～0.917之间;西阿拉善荒漠区次之为0.417～0.915;额济纳绿洲区为0.855,说明阿拉善荒漠区从东到西,土壤种子库物种多样性指数呈现下降的趋势。土壤种子库相似性研究表明,阿拉善荒漠不同区域的土壤种子库相似性差异较大,东阿拉善荒漠化草原植被区,相似性系数范围为0.17～0.67,西阿拉善典型荒漠区为0～0.75,额济纳戈壁荒漠区和东、西阿拉善土壤种子库的相似性系数范围是0～0.4。说明阿拉善荒漠区,由于生境和植被的异质性程度高,导致土壤种子库之间的差异性显著。阿拉善荒漠的土壤种子库和地上植被组成上差异显著,地上植被的优势种以旱生、中生灌木、半灌木为主,土壤种子库中以一年生、多年生草本为主,没有统计到灌木种子的存在,表明土壤种子库对于灌木层片更新和演替的贡献非常小。这些发现对了解干旱荒漠植被自然修复特点具有重要的潜在贡献。     

土地利用方式对岩溶山地土壤种子库的影响

本文从种类组成、种子数量、生态优势度、物种多样性、种子分布规律和物种相似性等方面比较了重庆市岩溶低山10种不同土地利用系统的土壤种子库特点，10种土地利用类型包括耕地、弃耕地、果园、灌草坡、人工林和次生林。结果表明，研究区种子以草本为主，随土利用强度增加，种子类和数量减少，与地面农田杂草相似性增加，土壤种子库出质和量方面的锐减。从土壤种子角度说明研究区生态退化严重。     

退化沙质草地土壤种子库和地上植被对封育的响应机理

从植物种和植物功能类群两个水平系统探讨退化沙质草地土壤种子库和地上植被对短期封育管理响应机理的研究尚不多。以内蒙古东部的科尔沁沙地退化沙质草地为研究对象,采取随机样方法对禁牧6 a的封育区及与其相邻的自由放牧草地的土壤种子库和地上植物群落的物种密度进行了比较研究,草本植物群落被区分为一年生禾本科植物、非禾本科一年生植物和多年生植物3个主要功能类群。利用测定数据,分析研究了短期禁牧封育对土壤种子库和地上群落不同植物种和各植物功能类群的生态恢复作用机理。主要研究结果是：①短期封育显著促进了退化沙质草地植被的生态恢复,但发现土壤种子库和地上植被对禁牧的响应模式和机理存在明显差异,短期禁牧使土壤种子库中所有3个植物功能类群的密度均得到显著提高,而仅提高了地上植被一年生禾本科植物和多年生植物两个类群的密度;相反,禁牧显著提高了地上植被所有3个功能类群的物种丰富度和多样性,仅提高了土壤种子库中多年生植物类群的物种多样性。②短期禁牧显著增加了地上植物群落组成中可食和优良牧草的比例,提高了草地的经济利用价值。主要结论是：短期禁牧封育是一种经济有效的提高退化沙质草地植被多样性、生产力及对植物群落物种组成和草地品质进行优化调控和改良的重要草地管理手段。研究建议,今后应重点开展不同禁牧时间下对退化沙质草地土壤种子库和地上植被多样性、生产力及其物种组成变化影响的长期生态学控制实验研究。     

片断化热带雨林土壤种子库初步研究

通过萌发实验研究片断化热带雨林的森林土壤种子库的储量、种类组成以及种子的分布。结果表明,在厚度为10cm的土壤中,受次生植被隔离的城子龙山雨林片段土壤种子库储量达到6494±155粒/m2,高于连续森林的4585±235粒/m2。而受人工植被隔离的曼仰广龙山雨林片段由于缺乏种源,土壤种子库储量较低,仅达到3505±43粒/m2。土壤种子库中的种子种类也以城子龙山为最多,达到69种。从土壤种子库的水平分布看,受次生植被影响的城子龙山和迁地保护区从林缘至林内种子储量呈下降的趋势,而需子龙山隔离程度较高、受人畜干扰严重,森林内外土壤种子库储量显差异不显著。     

Seed banks in a degraded desert shrubland: Influence of soil surface condition and harvester ant activity on seed abundance

We compared seed banks between two contrasting anthropogenic surface disturbances (compacted, trenched) and adjacent undisturbed controls to determine whether site condition influences viable seed densities of perennial and annual Mojave Desert species. Viable seeds of perennials were rare in undisturbed areas (3–4 seeds/m²) and declined to <1 seed/m² within disturbed sites. Annual seed densities were an order of magnitude greater than those of perennials, were one-third the undisturbed seed densities on compacted sites, but doubled on trenched sites relative to controls. On trenched sites, greater litter cover comprising the infructescences of the dominant spring annuals, and low gravel content, enhanced seed densities of both annuals and perennials. Litter cover and surface ruggedness were the best explanations for viable perennial seed densities on compacted sites, but litter cover and the presence of a common harvester ant explained annual seed densities better than any other surface characteristics that were examined. Surface disturbances can have a varied impact on the condition of the soil surface in arid lands. Nevertheless, the consistently positive relationship between ground cover of litter and viable seed density emphasizes the importance of litter as an indicator of site degradation and recovery potential in arid lands.     

长江滩地不同林龄杨树人工林植物群落物种多样性研究

本文以石首、公安长江外滩不同林龄杨树人工群落为研究对象,研究了林下植物群落物种多样性的变化规律,结果表明:滩地立地条件较好,适合多种植物生长;滩地造林对土壤养分和草本植物种群数量分布的影响不大;有林地的多样性指数比无林地略有上升,不同林龄草本植物群落的丰富度指数R和多样性指数H′大于1.0、多样性指数D和均匀度指数J小于1.0,且与林龄的变化基本没有相关性,确定了物种多样性指数模型。     

Influence of aboveground vegetation on seed bank composition and distribution in a Great Basin Desert sagebrush community

The quantity, composition, and spatial dispersion of seed banks can greatly affect community dynamics. While seed banks of hot deserts have been studied extensively, little is known about seed banks in cold deserts, in particular the relationship between the seed bank and the aboveground vegetation. We investigated the relationship between the seed bank and aboveground vegetation and the effect of microhabitat (shrub interspace or beneath shrub) and aboveground community phase (high or low perennial bunchgrass cover) on the seed bank of a Great Basin Desert sagebrush community. The seed bank and aboveground vegetation differed in their most dominant species, resulting in moderately dissimilar species compositions as determined by Sørensen's similarity index and Bray–Curtis distance. In contrast, comparing the seed bank species composition to the aboveground vegetation structure (functional groups) using non-metric multidimensional scaling (NMDS) revealed a correspondence between the two communities. Shrub seed densities were higher beneath shrubs. Neither microhabitat nor community phase explained variation in total seed density or species richness. Therefore, our measures of the aboveground vegetation did not influence seed density across functional groups or species richness, and the similarity between the seed bank and aboveground vegetation varied depending on the aboveground organizational level used in comparisons.     

Impact of land cover types on the soil characteristics in karst area of Chongqing

The 26 plots including natural forestland, secondary forestland, shrub-grassland, sloping cropland, artificial forest and abandoned field, were selected to discuss the impact of land cover on the soil characteristics in the three karst districts of Chongqing. The results showed that: (1) After the vegetation turned into secondary vegetation or artificial vegetation, or reclamation, soil physical properties would be degraded. In the surface-layer soil of sloping cropland, the contents of > 2 mm water-stable aggregates decreased obviously with apparent sandification. (2) The contents of soil organic matter and total nitrogen are controlled completely by vegetation type and land use intensity. The increasing trend is rather slow in the early days when over-reclamation is stopped and the land is converted to forest and pasture. (3) Herbaceous species increase and woody plants species decrease with the increase of land use intensity, therefore, the soil seed banks degrade more seriously. (4) The soil degradation index has been set up to describe the relative soil degradation degree under the conditions of different vegetation types. (5) Land cover has a significant effect on karst soil characteristics, land degradation in the karst ecosystem is essentially characterized by the different degradation of soil functions that serve as water banks, nutrient banks and soil seed banks.     

重庆喀斯特地区土地覆被类型对土壤特征的影响

1 Introduction The karst region of Southwest China, with Guizhou Province as the center, extends across Yunnan Province, Guangxi Zhuang Autonomous Region, Sichuan Province, Chongqing, western Hunan Province, Hubei Province, and Guangdong Province, coveri…